Tiek fizikoje, tiek chemijoje sąvoka naudojama kūno energijai matuoti. Mes kalbame apie entalpija. Tai matavimo tipas, nurodantis energijos kiekį, esantį kūne ar sistemoje, kuri turi tam tikrą tūrį, yra veikiama slėgio ir gali pasikeisti su aplinka. Sistemos entalpija žymima raide H, o su ja susijęs fizinis vienetas, nurodantis energijos vertes, yra džaulis.
Šiame straipsnyje mes jums pasakysime viską entalpijos charakteristikos ir svarba.
pagrindinės funkcijos
Galime sakyti, kad entalpija yra lygus vidinei energijai, kurią turi sistema, pridėjus slėgį, padaugintą iš tos pačios sistemos tūrio. Kai matome, kad sistemos energija, slėgis ir tūris yra būsenos funkcijos, entalpija taip pat yra. Tai reiškia, kad atėjus laikui, jis gali įvykti tam tikromis galutinėmis pradinėmis sąlygomis, kad kintamasis galėtų padėti ištirti visą sistemą kaip visumą.
Pirmiausia reikia žinoti, kas yra formavimosi entalpija. Tai apie absorbuota šiluma, kurią pamiršta sistema, kai iš normalios būsenos elementų susidaro 1 molis produkto medžiagos. Šios būsenos gali būti kietos, skystos, dujinės arba tirpios. Alotropinė būsena yra stabiliausia. Pavyzdžiui, stabiliausia anglies alotropinė būsena yra grafitas, be to, jis randamas normaliomis sąlygomis, kai slėgio vertės yra 1 atmosfera ir temperatūra yra 25 laipsniai. Entalpijos žinojimo svarba yra labai svarbi norint suprasti energiją, susijusią su įvairiomis cheminėmis reakcijomis, taip pat analizuojant karščio bangų poveikis.
Mes pabrėžiame, kad susidarymo entalpijos pagal tai, ką mes apibrėžėme, yra 1 molis pagaminto junginio. Tokiu būdu, atsižvelgiant į esamų reagento produktų kiekį, reakciją reikės koreguoti taikant trupmeninius koeficientus.
Formacijos entalpija
Mes žinome, kad bet kuriame cheminiame procese formavimosi entalpija gali būti teigiama ir neigiama. Ši entalpija yra teigiama, kai reakcija yra endoterminė. Tai, kad cheminė reakcija yra endoterminė, reiškia, kad ji gali absorbuoti terpės šilumą. Iš kitos pusės, mes turime neigiamą entalpiją, kai reakcija yra egzoterminė. Tai, kad cheminė reakcija yra egzoterminė, reiškia, kad ji išskiria šilumą iš sistemos į išorę.
Kad įvyktų egzoterminė reakcija, reagentai turi turėti didesnę energiją nei produktai. Priešingai, kad įvyktų endoterminė reakcija, reagentai turi turėti mažiau energijos nei produktai. Kad viso to cheminė lygtis būtų parašyta teisingai, turi būti laikomasi medžiagos tvermės dėsnio. Tai reiškia, kad cheminėje lygtyje turi būti informacija apie reagentų ir produktų fizinę būseną, kuri yra labai svarbi chemijos studijoms.
Jūs taip pat turite nepamiršti to grynos medžiagos susidarymo entalpija lygi nuliui. Šios entalpijos vertės randamos standartinėmis sąlygomis, tokiomis kaip aukščiau, ir jų stabiliausia forma. Cheminėje sistemoje, kurioje yra reagentų ir produktų, reakcijos entalpija yra lygi formavimosi entalpijai standartinėmis sąlygomis.
Reakcijos entalpija
Mes jau minėjome, kas yra formavimosi entalpija. Dabar aprašysime, kokia yra reakcijos entalpija. Tai padeda termodinaminė funkcija apskaičiuokite gautą šilumą arba šilumą, kuri buvo suteikta cheminės reakcijos metu. Tiek reagentų, tiek produktų šilumos mainuose ieškoma pusiausvyros. Vienas iš aspektų, kurį reikia laikytis norint apskaičiuoti reakcijos entalpiją, yra tai, kad pati reakcija turi vykti esant pastoviam slėgiui. Tai yra, visą laiką, per kurį vyksta cheminė reakcija, slėgis turi išlikti pastovus.
Mes žinome, kad entalpija turi energijos matmenis, todėl ji matuojama džauliais. Suprasti entalpijos santykį su šiluma, kuria keičiamasi cheminės reakcijos metu būtina pereiti prie pirmojo termodinamikos dėsnio. Ir tai yra tas, kad šis pirmasis dėsnis mums sako, kad šiluma, kuria keičiamasi termodinaminio proceso metu, yra lygi medžiagos ar medžiagų, dalyvaujančių procese, vidinės energijos kitimui, taip pat minėtų medžiagų proceso metu atliekamam darbui.
Žinome, kad visos cheminės reakcijos yra ne kas kita, kaip įvairūs termodinaminiai procesai, vykstantys esant tam tikram slėgiui. Dažniausios slėgio vertės pateikiamos esant standartinėms atmosferos slėgio sąlygoms. Todėl visi tokiu būdu vykstantys termodinaminiai procesai vadinami izobariniais, nes vyksta esant pastoviam slėgiui.
Labai dažnai entalpijos vadinama šiluma. Tačiau turi būti aišku, kad tai ne tas pats, kas šiluma, o šilumos mainai. Tai reiškia, kad ne šiluma gali išmokti pamoką, nei vidinė šiluma, kurią turi reagentai ir produktai. Tai šiluma, kuri keičiama per visą cheminės reakcijos procesą.
Santykis su šiluma
Skirtingai nuo to, apie ką kalbėjome anksčiau, entalpija yra būsenos funkcija. Kai apskaičiuojame entalpijos pokytį, mes iš tikrųjų apskaičiuojame dviejų funkcijų skirtumą. Šios funkcijos paprastai priklauso tik nuo sistemos būsenos. Tokia sistemos būsena skiriasi priklausomai nuo pačios sistemos vidinės energijos ir tūrio. Kadangi žinome, kad versija išlieka pastovi visos cheminės reakcijos metu, reakcijos entalpija yra ne kas kita, kaip būsenos funkcija, kuri priklauso ir nuo vidinės energijos, ir nuo tūrio.
Todėl cheminių reakcijų metu reaguojančių medžiagų entalpiją galime apibrėžti kaip kiekvieno iš jų sumą. Kita vertus, mes apibrėžiame tą patį dalyką, bet produktuose kaip visų produktų entalpijos sumą.
Tikiuosi, kad turėdami šią informaciją galite sužinoti daugiau apie entalpiją ir jos ypatybes.